(57)【要約】【課題】圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している電気特性の優れた圧電セラミックスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを、磁場中でスリップキャスト成形またはシート成形してなる圧電セラミックスである。この圧電セラミックスの所定の断面におけるＸ線回折（ＸＲＤ）パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ（ロットゲーリング）法により算出した第１軸（例えばｃ軸）の配向度は０．３０以上である。そして、第１軸の配向度が最大値を示す断面を基準面とし、この基準面に対して直交する断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第２軸（例えばａ軸）の配向度は０．２０以上である。第２軸の配向度は、基準面に対して直交する断面のうち、第２軸の配向度が最大値となるような断面における値である。【選択図】無し
2012026397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状セラミック粒子を含む圧電セラミックスであって、
前記圧電セラミックスの所定の断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第１軸の配向度が０．３０以上であり、
前記第１軸の配向度が最大値を示す断面を基準面とし、前記基準面に対して直交する断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第２軸の配向度が０．２０以上であり、
前記第２軸の配向度は、前記基準面に対して直交する断面のうち、第２軸の配向度が最大値となるような断面における値であること、
を特徴とする、圧電セラミックス。
【請求項２】
前記板状セラミック粒子が、ｃ軸に平行な方向から見たとき、形状異方性が無いことを特徴とする、請求項１に記載の圧電セラミックス。
【請求項３】
前記板状セラミック粒子が、平均粒径が２０μm以下であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の圧電セラミックス。
【請求項４】
前記板状セラミック粒子がビスマス層状化合物であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧電セラミックス。
【請求項５】
板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを作製する原料工程と、
前記セラミックスラリーを、シート成形法またはスリップキャスト成形法を用いてシート状に形成する形成工程と、
シート状の前記セラミックスラリーに磁場を印加する磁場印加工程と、を備え、
前記磁場を印加する方向は、シート状のセラミックスラリーと略同一平面内の所定の方向であること、
を特徴とする、圧電セラミックスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電材料、特に結晶配向した圧電セラミックスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電セラミックスの結晶を配向させることによって、圧電セラミックスの電気特性が向上することが知られている。そこで、圧電セラミックスの結晶配向性を高くするために、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載された技術は、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーをスリップキャストあるいはシート成形することで、結晶配向性の高い圧電セラミックスを得るものである。【０００３】
また、高い結晶配向性を得るための別の技術として、特許文献２に記載の技術も提案されている。特許文献２に記載された技術は、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャストあるいはシート成形することで、結晶配向性の高い圧電セラミックスを得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２５１８８号公報
【特許文献２】特開２００４−６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術のように、板状セラミック粒子をスリップキャストあるいはシート成形しただけでは、セラミック粒子の結晶軸のうち、形状異方性のある1軸しか配向させることができなかった。同様に、特許文献２のような磁場中での成形では、セラミック粒子の結晶軸のうち、磁化容易軸（１軸）しか配向させることができなかった。すなわち、特許文献１の技術や特許文献２の技術は、セラミック粒子の結晶軸のうち、1軸しか配向させることができないという問題があった。このため、より高い圧電特性のニーズに対応することが困難であり、圧電セラミックスの電気特性の向上も困難となっていた。【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している電気特性の優れた圧電セラミックスおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、
板状セラミック粒子を含む圧電セラミックスであって、
圧電セラミックスの所定の断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ（ロットゲーリング）法により算出した第１軸の配向度が０．３０以上であり、
第１軸の配向度が最大値を示す断面を基準面とし、基準面に対して直交する断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第２軸の配向度が０．２０以上であり、
第２軸の配向度は、基準面に対して直交する断面のうち、第２軸の配向度が最大値となるような断面における値であること、
を特徴とする、圧電セラミックスである。【０００８】
この発明では、圧電セラミックスは、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸うち、２軸の配向度が、それぞれ最大値を示す断面を有している。また、これにより残る1軸も配向することになるため、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスが得られる。【０００９】
また、この発明は、板状セラミック粒子が、ｃ軸に平行な方向から見たとき、形状異方性が無いことが好ましい。【００１０】
この発明では、板状セラミック粒子をｃ軸に平行な方向から見たとき、形状異方性が無い場合、板状セラミック粒子が緻密に並び、そのことによりセラミックスの機械的強度の異方性が小さくなるため取り扱いが容易になり、また圧電特性が安定する。さらに、製造方法の面からみると、板状セラミック粒子の製造が容易になり、低コストで圧電セラミックスを作製することができる。【００１１】
また、この発明は、板状セラミック粒子が、平均粒径が２０μm以下であることが好ましい。【００１２】
この発明では、板状セラミック粒子の平均粒径が２０μm以下と小さい場合、板状セラミック粒子が緻密に並び、そのことにより圧電特性がアップし、また圧電特性が安定する。さらに、製造方法の面からみると、板状セラミック粒子の平均粒径が２０μm以下と小さい場合、磁場を所定の方向から印加することで容易に配向し、低コストで圧電セラミックスを作製することができる。【００１３】
また、この発明は、板状セラミック粒子がビスマス層状化合物であることが好ましい。【００１４】
この発明では、板状セラミック粒子としてビスマス層状化合物を用いる場合、環境汚染が大きい鉛化合物と比較して、環境に与える負荷が低減される。【００１５】
また、この発明は、
板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを作製する原料工程と、
セラミックスラリーを、シート成形法またはスリップキャスト成形法を用いてシート状に形成する形成工程と、
シート状のセラミックスラリーに磁場を印加する磁場印加工程と、を備え、
磁場を印加する方向は、シート状のセラミックスラリーと略同一平面内の所定の方向であること、
を特徴とする、圧電セラミックスの製造方法である。【００１６】
この発明では、シート成形またはスリップキャスト成形によりセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加するため、圧電セラミック粒子の３つの結晶軸のうち、形状異方性のある軸と磁化容易軸が配向する。さらに、これにより残る1軸も配向することになるため、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスが得られる。また、セラミックスラリーをシート成形またはスリップキャスト成形することにより、板状セラミック粒子を層状に揃え易くなる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスを容易に得ることができる。従って、例えば、電気機械結合係数が高く、周波数温度特性が安定し、誘電率が高く、損失が小さく、圧電ｄ定数が大きいなどの電気特性に優れた圧電セラミックスを得ることができる。【００１８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末のＳＥＭ撮像図である。
【図２】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末のＳＥＭ撮像図である。
【図３】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子粉末のＳＥＭ撮像図である。
【図４】スリップキャスト成形法による成形工程を説明するための説明図である。
【図５】焼結体において、重力方向を法線とするＴ面と重力方向に平行かつ磁場印加方向を法線とする面であるＳ２面とを示す概略図である。
【図６】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15セラミック焼結体（サンプルＮｏ．１）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図７】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15セラミック焼結体（サンプルＮｏ．２）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図８】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15セラミック焼結体（サンプルＮｏ．３）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図９】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15セラミック焼結体（サンプルＮｏ．４）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１０】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15セラミック焼結体（サンプルＮｏ．５）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１１】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．６）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１２】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯを含むセラミック焼結体（サンプルＮｏ．７）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１３】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯを含むセラミック焼結体（サンプルＮｏ．８）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１４】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯを含むセラミック焼結体（サンプルＮｏ．９）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１５】ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯを含むセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１０）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１６】Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末のＳＥＭ撮像図である。
【図１７】Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１１）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１８】Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１２）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図１９】Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１３）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図２０】Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末のＳＥＭ撮像図である。
【図２１】Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１４）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図２２】Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１５）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図２３】Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯセラミック焼結体（サンプルＮｏ．１６）のＴ面のＸＲＤチャートおよびＳ２面のＸＲＤチャートである。
【図２４】シート成形法による成形工程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  セラミックスラリー
１０  アルミナ板
１２  ろ紙
１４  鋳型
２０  キャリアフィルム
２２  塗布装置
２４  磁場印加装置
２８ａ，２８ｂ  搬送ローラ
Ｂ  磁場
Ｐ  延在方向
Ｇ  重力方向
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（圧電セラミックス）
本発明に係る圧電セラミックスは、板状セラミック粒子を含むセラミック粒子からなる圧電セラミックスである。そして、圧電セラミックスの所定の断面におけるＸ線回折（ＸＲＤ）パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ（ロットゲーリング）法により算出した第１軸（例えばｃ軸）の配向度が０．３０以上である。なお、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法については、後で詳細に説明する。そして、第１軸の配向度が最大値を示す断面を基準面とし、この基準面に対して直交する断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第２軸（例えばａ軸）の配向度が０．２０以上である。第２軸の配向度は、基準面に対して直交する断面のうち、第２軸の配向度が最大値となるような断面における値である。
【００２２】
言い換えると、本発明に係る圧電セラミックスは、圧電セラミックスの所定の断面におけるＸ線回折（ＸＲＤ）パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第１軸の配向度が最大値を示す断面を有している。そして、この断面を基準面とし、この基準面に対して直交する断面におけるＸ線回折パターンに基づいて、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ法により算出した第２軸の配向度が最大値を示す断面を有している。そして、第１軸の配向度は０．３０以上であり、第２配向度は０．２０以上である。
【００２３】
つまり、本発明に係る圧電セラミックスは、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸うち、２軸の配向度が、それぞれ最大値を示す断面を有している。また、これにより、残る1軸も配向することになるため、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスが得られる。従って、例えば、電気機械結合係数が高く、周波数温度特性が安定し、誘電率が高く、損失が小さく、圧電ｄ定数が大きいなどの電気特性に優れた圧電セラミックスを得ることができる。
【００２４】
また、板状セラミック粒子として、圧電セラミックスを上から見たとき（圧電セラミックスをｃ軸に平行な方向から見たとき）形状異方性が無いものを使用することによって、板状セラミック粒子が緻密に並ぶ、そのことにより、圧電セラミックスの機械的強度の異方性が小さくなるため取り扱いが容易になり、また圧電特性を安定させることができる。さらに、製造方法の面からみると、後で詳説するように板状セラミック粒子の製造が容易になり、低コストで圧電セラミックスを作製することができる。
【００２５】
また、板状セラミック粒子の平均粒径を２０μm以下に設定することによって、板状セラミック粒子が緻密に並ぶ。そのことにより、圧電セラミックスの圧電特性をアップさせることができ、また圧電特性を安定させることができる。さらに、製造方法の面からみると、板状セラミック粒子の平均粒径が２０μm以下と小さいので、磁場を所定の方向から印加することで容易に配向し、低コストで圧電セラミックスを作製することができる。
【００２６】
また、板状セラミック粒子としてビスマス層状化合物を使用することによって、環境汚染が大きい鉛化合物を使用した場合と比較して、環境に与える負荷を低減できる。
【００２７】
（圧電セラミックスの製造方法）
次に、本発明に係る圧電セラミックスの製造方法の実施形態について、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15セラミックスを例にして説明する。
【００２８】
まず、原料であるＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末、およびＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子粉末を作製する。ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、水酸化カルシウム、酸化ビスマス、酸化チタンを、組成がＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15となるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。こうして得られたセラミックスラリーを乾燥した後、電気炉を用いて９００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末を、水を溶媒としてボールミルで１００時間粉砕した後、乾燥してＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末を得た。図１は、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末のＳＥＭ像を示す。
【００２９】
また、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、水酸化カルシウム、酸化ビスマス、酸化チタン、炭酸マンガンを、組成がＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯとなるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。炭酸マンガンは後工程で実施される焼結を促進するために用いられ、仮焼後は酸化マンガンとなる。こうして得られたセラミックスラリーを乾燥した後、１２００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末を、水を溶媒としてボールミルで１００時間粉砕した後、乾燥してＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末を得た。なお、「ＭｎＯ」の添加量（０．３１ｗｔ％）は、母組成「ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15」を１００ｗｔ％としたときの値である。図２は、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末のＳＥＭ像を示す。
【００３０】
また、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、水酸化カルシウム、酸化ビスマス、酸化チタンを、組成がＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15となるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。こうして得られたセラミックスラリーを乾燥した後、９００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末とＫＣｌを重量比で１：１となるように混合し、アルミナるつぼ中で１０００℃、１２時間熱処理した。熱処理後、ＫＣｌを水で洗浄除去し、得られた粉末を、水を溶媒としてボールミルで粉砕し、乾燥することによってＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子粉末を得た。図３は、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子粉末のＳＥＭ像を示す。ここで、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子は、長さ寸法Ｌと厚み寸法Ｈとの比であるアスペクト比Ｌ／Ｈが３以上であることが好ましい。アスペクト比が３未満の場合には、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子の形状異方性が小さく、後工程での成形時に形状異方性を利用してＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子の向きを揃えることが困難となるからである。
【００３１】
以上のＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15−０．３１ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末、およびＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状粒子粉末を、表１のサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１０に示す比率で混合し、混合した粉末体積に対して５．７倍の体積の蒸留水を加え、分散剤を粉末１００ｗｔ％に対し０．８ｗｔ％混合して超音波ホモジナイザーにて５分間混合した。ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15の板状粒子粉末だけでなく、粒状粒子粉末を混ぜて用いるのは、焼結後、緻密なセラミックスを得ることができるからである。分散剤は、粉末同士が接合するのを回避するために用いられる。なお、表１中の「粒状粒子/板状粒子比率」は、重量比である。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
こうして得られたセラミックスラリーをスリップキャスト成形することにより、ＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状セラミック粒子を層状に容易に揃えた。図４に示すように、ろ紙１２を載せた素焼きのアルミナ板１０の上には、額縁形状の鋳型１４がセットされている。セラミックスラリー１を、この鋳型１４の内側の長さ方向の一方の側から他方の側に向かって（矢印Ｐ方向に）延在するように流し込んで、シート状に鋳込む。アルミナ板１０は多孔質で吸水性を持っており、セラミックスラリー１に含まれている蒸留水を吸水するために用いられる。そして、セラミックスラリー１を流し込んだ後、セラミックスラリー１が固まるまでの間、所定の磁場Ｂを印加して、シート状のセラミック成形体を成形した。磁場Ｂを印加する方向は、シート状セラミックスラリー１と略同一平面内の一つの方向である。本実施例では、シート状セラミックスラリー１の面内方向は重力方向に対して直交しており、磁場Ｂの印加方向は、このシート状セラミックスラリー１と略同一平面内で、シート状セラミックスラリー１の延在方向Ｐと直交する方向に設定されている。磁場Ｂの強さは、本実施例では１２テスラを印加した。こうして得られた成形体を、表１に示す温度で２時間保持して焼成することにより、焼結体を得た。
【００３４】
得られた焼結体（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１０）を、図５に示すように、それぞれ重力方向Ｇを法線とする面（Ｔ面）、並びに、重力方向Ｇに平行かつ磁場Ｂ印加方向を法線とする面（Ｓ２面）でカットし、それぞれの面（Ｔ面、Ｓ２面）を、ＣｕをターゲットとするＸ線回折（ＸＲＤ）測定装置で測定した。測定した結果を図６〜図１５に示す。図６〜図１５の各上段には、Ｔ面のＸＲＤチャート（ＸＲＤパターン）が示され、各下段には、Ｓ２面のＸＲＤチャート（ＸＲＤパターン）が示されている。
【００３５】
図６に示すサンプルＮｏ．１は、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形しているが、板状セラミック粒子を含まない焼結体である。そして、図６の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められず、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められない。なお、本材料では、ａ軸とｂ軸がほぼ等価であり、区別は困難である。磁化容易軸はａ軸と考えられるが、ａ軸とｂ軸がほぼ等価で区別が困難なため、Ｓ２面のＸＲＤチャートでも、ａ軸とｂ軸を区別せず、一つのピーク強度（図６等に記載の「２００、０２０」のピーク強度）として、配向性の判定を行った。
【００３６】
図７に示すサンプルＮｏ．２は、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを、磁場中でスリップキャスト成形している焼結体である。そして、図７の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性が認められ、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められる。
【００３７】
図８に示すサンプルＮｏ．３は、板状セラミック粒子を含むが、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形していない焼結体である。そして、図８の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められるが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められない。
【００３８】
図９に示すサンプルＮｏ．４は、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを、磁場中でスリップキャスト成形している焼結体である。そして、図９の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性が認められ、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められる。
【００３９】
図１０に示すサンプルＮｏ．５は、板状セラミック粒子を含むが、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形していない焼結体である。そして、図１０の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められるが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められない。
【００４０】
図１１に示すサンプルＮｏ．６は、板状セラミック粒子を含まず、さらに、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャストしていない焼結体である。そして、図１１の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められず、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められない。
【００４１】
図１２〜図１４にそれぞれ示すサンプルＮｏ．７〜Ｎｏ．９は、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを、磁場中でスリップキャスト成形している焼結体である。そして、図１２〜図１４のそれぞれの上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性が認められ、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められる。
【００４２】
図１５に示すサンプルＮｏ．１０は、板状セラミック粒子を含むが、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形していない焼結体である。そして、図１５の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められるが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められない。
【００４３】
また、Ｔ面のＸＲＤチャートに基づいて計算したｃ軸の配向度、およびＳ２面のＸＲＤチャートに基づいて計算したａ軸，ｂ軸の配向度を表１に示す。なお、配向度はＸＲＤチャートの２θ＝１０〜８０°の範囲で指数付け可能なピークを対象として、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ（ロットゲーリング）法により、以下の数式（１）から算出した。配向度の計算では、前記作製したＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15粒状粒子粉末を基準試料とした。
【００４４】
【数１】
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【００４５】
ここで、ΣＩ（ＨＫＬ）は評価対象のセラミック焼結体における特定の結晶面（ＨＫＬ）のＸ線ピーク強度の総和であり、ΣＩ（ｈｋｌ）は評価対象のセラミック焼結体の全結晶面（ｈｋｌ）のＸ線ピーク強度の総和である。また、Ｓ２面における配向度は、a軸とb軸の格子定数がほぼ同じで分離できないため、正方晶として扱って計算した。また、ΣＩ0（ＨＫＬ）は基準試料における特定の結晶面（ＨＫＬ）のＸ線ピーク強度の総和であり、ΣＩ0（ｈｋｌ）は基準試料の全結晶面（ｈｋｌ）のＸ線ピーク強度の総和である。
【００４６】
表１からわかるように、サンプルＮｏ．２、サンプルＮｏ．４およびサンプルＮｏ．７〜Ｎｏ．９の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．５６４以上の高い配向度が得られ、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度も０．２３１以上の高い配向度が得られている。これは、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを使用したことにより、スリップキャスト成形時において、ｃ軸が重力方向に配向したからである。また、スリップキャスト成形によりセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加したことにより、磁場印加方向に磁化容易軸と考えられるａ軸（（１００）軸）が配向したからである。この結果、スリップキャスト成形時の重力方向にｃ軸が配向し、磁場印加方向にａ軸が配向した、３軸配向圧電セラミックスが得られた。
【００４７】
これに対して、サンプルＮｏ．１の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．０２８と低く、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度も０．０２５と低い。これは、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形したが、板状セラミック粒子を使用しなかったことにより、ｃ軸配向およびａ軸、ｂ軸配向が十分に行われなかったからである。
【００４８】
また、サンプルＮｏ．３、サンプルＮｏ．５およびサンプルＮｏ．１０の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．４３６以上の高い配向度が得られるものの、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度は０．０４７以下と低い。これは、板状セラミック粒子を含むが、スリップキャスト成形時に、セラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加しなかったことにより、ｃ軸は重力方向に配向したが、磁場印加方向に磁化容易軸と考えられるａ軸の配向が十分に行われなかったからである。
【００４９】
また、サンプルＮｏ．６の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．１３９と低く、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度も０．０２８と低い。これは、板状セラミック粒子を含まず、さらに、スリップキャスト成形によりセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加しなかったことにより、ｃ軸配向およびａ軸、ｂ軸配向が十分に行われなかったからである。
【００５０】
以上のことから、スリップキャスト成形によりＣａＢｉ4Ｔｉ4Ｏ15板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加することにより、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスを容易に得ることができることがわかる。
【００５１】
さらに、本発明に係る圧電セラミックスの製造方法の別の実施形態について、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12セラミックスを例にして説明する。
【００５２】
まず、原料であるＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末、およびＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末を作製する。Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、酸化ビスマス、酸化チタン、炭酸マンガンを、組成がＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯとなるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。こうして得られたスラリーを乾燥したものを、９００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末を、水を溶媒としてボールミルで１６時間粉砕した後、乾燥してＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末を得た。
【００５３】
また、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、酸化ビスマス、酸化チタン、炭酸マンガンを、組成がＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯとなるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。こうして得られたセラミックスラリーを乾燥した後、電気炉を用いて９００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末とＫＣｌを重量比で１：１となるように混合し、アルミナるつぼ中で１０００℃、１２時間熱処理した。熱処理後、ＫＣｌを水で洗浄除去し、得られた粉末を、水を溶媒としてボールミルで粉砕し、乾燥することによってＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末を得た。図１６は、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末のＳＥＭ像を示す。ここで、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子は、長さ寸法Ｌと厚み寸法Ｈとの比であるアスペクト比Ｌ／Ｈが３以上であることが好ましい。
【００５４】
以上のＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末、およびＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末を、表２のサンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．１３に示す比率で混合し、混合した粉末体積に対して５．７倍の体積の蒸留水を加え、分散剤を粉末１００ｗｔ％に対し０．８ｗｔ％混合して、超音波ホモジナイザーにて５分間混合した。
【００５５】
【表２】
2012026397.tif 000005
【００５６】
こうして得られたセラミックスラリーをスリップキャスト成形することにより、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状セラミック粒子を層状に容易に揃えた。すなわち、図４に示すように、セラミックスラリー１を、鋳型１４の内側の長さ方向の一方の側から他方の側に向かって（矢印Ｐ方向に）延在するように流し込んで、シート状に鋳込む。そして、セラミックスラリー１を流し込んだ後、セラミックスラリー１が固まるまでの間、所定の磁場Ｂを印加して、シート状のセラミック成形体を成形した。磁場Ｂを印加する方向は、シート状セラミックスラリー１と略同一平面内の一つの方向である。本実施例では、シート状セラミックスラリー１の面内方向は重力方向に対して直交しており、磁場Ｂの印加方向は、このシート状セラミックスラリー１と略同一平面内で、シート状セラミックスラリー１の延在方向Ｐと直交する方向に設定されている。磁場Ｂの強さは、本実施例では１２テスラを印加した。こうして得られた成形体を、表２に示す温度で２時間保持して焼成することにより、焼結体を得た。
【００５７】
得られた焼結体（サンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．１３）を、それぞれ重力方向を法線とする面（Ｔ面）、並びに、重力方向に平行かつ磁場印加方向を法線とする面（Ｓ２面）でカットし、それぞれの面（Ｔ面、Ｓ２面）を、ＣｕをターゲットとするＸ線回折（ＸＲＤ）測定装置で測定した。測定した結果を図１７〜図１９に示す。図１７〜図１９の上段には、Ｔ面のＸＲＤチャート（ＸＲＤパターン）が示され、各下段には、Ｓ２面のＸＲＤチャート（ＸＲＤパターン）が示されている。
【００５８】
図１７に示すサンプルＮｏ．１１は、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを、磁場中でスリップキャスト成形している焼結体である。そして、図１７の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性が認められ、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められる。
【００５９】
図１８に示すサンプルＮｏ．１２は、板状セラミック粒子を含むが、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形していない焼結体である。そして、図１８の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められるが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められない。
【００６０】
図１９に示すサンプルＮｏ．１３は、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形しているが、板状セラミック粒子を含まない焼結体である。そして、図１９の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められないが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められる。
【００６１】
また、Ｔ面のＸＲＤチャートに基づいて計算したｃ軸の配向度、およびＳ２面のＸＲＤチャートに基づいて計算したａ軸，ｂ軸の配向度を表２に示す。なお、配向度はＸＲＤチャートの２θ＝１０〜８０°の範囲で指数付け可能なピークを対象として、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ（ロットゲーリング）法により、前記数式（１）から算出した。配向度の計算では、前記作製したＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末を基準試料とした。また、Ｓ２面における配向度は、a軸とb軸の格子定数がほぼ同じで分離できないため、正方晶として扱って計算した。
【００６２】
表２からわかるように、サンプルＮｏ．１１の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．６７８の高い配向度が得られ、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度も０．４８６の高い配向度が得られている。これは、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを使用したことにより、スリップキャスト成形時において、ｃ軸が重力方向に配向したからである。また、スリップキャスト成形によりセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加したことにより、磁場印加方向に磁化容易軸と考えられるａ軸（（１００）軸）が配向したからである。この結果、スリップキャスト成形時の重力方向にｃ軸が配向し、磁場印加方向にａ軸が配向した、３軸配向圧電セラミックスが得られた。
【００６３】
これに対して、サンプルＮｏ．１２の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．６０５の高い配向度が得られるものの、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度は０．１７０と低い。これは、板状セラミック粒子を含むが、スリップキャスト成形時に、セラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加しなかったことにより、ｃ軸は重力方向に配向したが、磁場印加方向に磁化容易軸ａ軸の配向が十分に行われなかったからである。
【００６４】
また、サンプルＮｏ．１３の焼結体は、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度は０．３２８と高いものの、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．２３９と低い。これは、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形したが、板状セラミック粒子を使用しなかったことにより、ａ軸は配向したが、ｃ軸の配向が十分に行われなかったからである。
【００６５】
以上のことから、スリップキャスト成形によりＢｉ4Ｔｉ3Ｏ12−０．０６ｗｔ％ＭｎＯ板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加することにより、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスを容易に得ることができることがわかる。
【００６６】
さらに、本発明に係る圧電セラミックスの製造方法の別の実施形態について、Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯセラミックスを例にして説明する。
【００６７】
まず、原料であるＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末、およびＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末を作製する。Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、酸化ビスマス、酸化チタン、酸化ニオブ、炭酸マンガンを、組成がＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯとなるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。こうして得られたスラリーを乾燥したものを、電気炉を用いて９００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末を、水を溶媒としてボールミルで１６時間粉砕した後、乾燥してＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末を得た。
【００６８】
また、Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末は、以下のようにして作製された。すなわち、酸化ビスマス、酸化チタン、酸化ニオブ、炭酸マンガンを、組成がＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯとなるように調合し、水を溶媒としてボールミルにより混合撹拌した。こうして得られたセラミックスラリーを乾燥した後、９００℃で仮焼した。得られた仮焼粉末とＫＣｌを重量比で１：１となるように混合し、アルミナるつぼ中で１０００℃、１２時間熱処理した。熱処理後、ＫＣｌを水で洗浄除去し、得られた粉末を、水を溶媒としてボールミルで粉砕し、乾燥することによってＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末を得た。図２０は、Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末のＳＥＭ像を示す。ここで、Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子は、長さ寸法Ｌと厚み寸法Ｈとの比であるアスペクト比Ｌ／Ｈが３以上であることが好ましい。
【００６９】
以上のＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末、およびＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状粒子粉末を、表３のサンプルＮｏ．１４〜〜Ｎｏ．１６に示す比率で混合し、混合した粉末体積に対して５．７倍の体積の蒸留水を加え、分散剤を粉末１００ｗｔ％に対し０．８ｗｔ％混合して、超音波ホモジナイザーにて５分間混合した。
【００７０】
【表３】
2012026397.tif 000006
【００７１】
こうして得られたセラミックスラリーをスリップキャスト成形することにより、Ｂｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状セラミック粒子を層状に容易に揃えた。すなわち、図４に示すように、セラミックスラリー１を、鋳型１４の内側の長さ方向の一方の側から他方の側に向かって（矢印Ｐ方向に）延在するように流し込んで、シート状に鋳込む。そして、セラミックスラリー１を流し込んだ後、セラミックスラリー１が固まるまでの間、所定の磁場Ｂを印加して、シート状のセラミック成形体を成形した。磁場Ｂを印加する方向は、シート状セラミックスラリー１と略同一平面内の一つの方向である。本実施例では、シート状セラミックスラリー１の面内方向は重力方向に対して直交しており、磁場Ｂの印加方向は、このシート状セラミックスラリー１と略同一平面内で、シート状セラミックスラリー１の延在方向Ｐと直交する方向に設定されている。磁場Ｂの強さは、本実施例では１２テスラを印加した。こうして得られた成形体を、表３に示す温度で２時間保持して焼成することにより、焼結体を得た。
【００７２】
得られた焼結体（サンプルＮｏ．１４〜〜Ｎｏ．１６）を、それぞれ重力方向を法線とする面（Ｔ面）、並びに、重力方向に平行かつ磁場印加方向を法線とする面（Ｓ２面）でカットし、それぞれの面（Ｔ面、Ｓ２面）を、ＣｕをターゲットとするＸ線回折（ＸＲＤ）測定装置で測定した。測定した結果を図２１〜図２３に示す。図２１〜図２３の上段には、Ｔ面のＸＲＤチャート（ＸＲＤパターン）が示され、各下段には、Ｓ２面のＸＲＤチャート（ＸＲＤパターン）が示されている。
【００７３】
図２１に示すサンプルＮｏ．１４は、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを、磁場中でスリップキャスト成形している焼結体である。そして、図２１の上段に示すように、T面でのc軸（（００１）軸）配向性が認められ、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性も認められる。
【００７４】
図２２に示すサンプルＮｏ．１５は、板状セラミック粒子を含むが、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形していない焼結体である。そして、図２２の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められるが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められない。
【００７５】
図２３に示すサンプルＮｏ．１６は、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形しているが、板状セラミック粒子を含まない焼結体である。そして、図２３の上段に示すように、Ｔ面でのｃ軸（（００１）軸）配向性は認められないが、下段に示すように、Ｓ２面でのａ軸（（１００）軸），ｂ軸（（０１０）軸）配向性は認められる。
【００７６】
また、Ｔ面のＸＲＤチャートに基づいて計算したｃ軸の配向度、およびＳ２面のＸＲＤチャートに基づいて計算したａ軸，ｂ軸の配向度を表３に示す。なお、配向度はＸＲＤチャートの２θ＝１０〜８０°の範囲で指数付け可能なピークを対象として、Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ（ロットゲーリング）法により、前記数式（１）から算出した。配向度の計算では、前記作製したＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ粒状粒子粉末を基準試料とした。また、Ｓ２面における配向度は、a軸とb軸の格子定数がほぼ同じで分離できないため、正方晶として扱って計算した。
【００７７】
表３からわかるように、サンプルＮｏ．１４の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．７６１の高い配向度が得られ、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度も０．６６４の高い配向度が得られている。これは、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを使用したことにより、スリップキャスト成形時において、ｃ軸が重力方向に配向したからである。また、スリップキャスト成形によりセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加したことにより、磁場印加方向に磁化容易軸と考えられるａ軸（（１００）軸）が配向したからである。この結果、スリップキャスト成形時の重力方向にｃ軸が配向し、磁場印加方向にａ軸が配向した、３軸配向圧電セラミックスが得られた。
【００７８】
これに対して、サンプルＮｏ．１５の焼結体は、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．４１１の高い配向度が得られるものの、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度は０．０９６と低い。これは、板状セラミック粒子を含むが、スリップキャスト成形時に、セラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加しなかったことにより、ｃ軸は重力方向に配向したが、磁場印加方向に磁化容易軸と考えられるａ軸の配向が十分に行われなかったからである。
【００７９】
また、サンプルＮｏ．１６の焼結体は、Ｓ２面でのａ軸，ｂ軸配向度は０．２３０と高いものの、Ｔ面でのｃ軸配向度が０．１０３と低い。これは、セラミックスラリーを磁場中でスリップキャスト成形したが、板状セラミック粒子を使用しなかったことにより、ａ軸は配向したが、ｃ軸の配向が十分に行われなかったからである。
【００８０】
以上のことから、スリップキャスト成形によりＢｉ3ＴｉＮｂＯ9−０．０８ｗｔ％ＭｎＯ板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーをシート状に成形し、そのシート状に成形されたセラミックスラリーに磁場を印加することにより、圧電セラミック粒子の結晶軸の３軸全てが配向している圧電セラミックスを容易に得ることができることがわかる。
【００８１】
なお、この発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。前記実施例では、圧電セラミックスの成形方法として、スリップキャスト成形法を例にして説明したが、板状セラミック粒子を層状に揃えることが可能な方法であれば、特にこれに限定されるものではない。例えば、シート成形法であってもよい。特に、シート成形法は、スリップキャスト成形法と比較して、板状セラミック粒子をより層状に揃え易いため、シート成形法の方が配向度の高い圧電セラミックスが得られる。
【００８２】
図２４は、シート成形法による成形工程を説明するための概略構成図である。テープ状のキャリアフィルム２０は、一対の搬送ローラ２８ａ，２８ｂによって矢印Ｐ方向に一定速度で搬送される。このキャリアフィルム２０上に、塗布装置２２を用いて前記セラミックスラリー１を所定厚さで連続塗布し、板状セラミック粒子を層状に揃えた状態でシート状のセラミックスラリー１を形成する。磁場Ｂを印加する方向は、シート状セラミックスラリー１と略同一平面内の一つの方向である。本実施例では、シート状セラミックスラリー１は重力方向に対して直交しており、磁場Ｂの印加方向は、このシート状セラミックスラリー１と略同一平面内で、シート状セラミックスラリー１の搬送方向（延在方向）Ｐと直交する方向（紙面に垂直な方向）に設定されている。こうして得られた成形体を、所定の温度で焼成することにより、焼結体（圧電セラミックス）を得る。
【００８３】
ここで、板状セラミック粒子を含むセラミックスラリーを使用したことにより、シート成形時においてｃ軸が重力方向に配向し、また、セラミックスラリーを磁場中でシート成形したことにより、磁場印加方向に磁化容易軸と考えられるａ軸（（１００）軸）が配向する。この結果、シート成形時の重力方向にｃ軸が配向し、磁場印加方向にａ軸が配向した、３軸配向圧電セラミックスが得られる。
【００８４】
なお、シート成形法として引き上げ法により圧電セラミックスを成形する場合は、Ｔ面でのｃ軸が、少なくとも重力方向でない方向に配向される。
【図１】
2012026397.tif 000007
【図２】
2012026397.tif 000008
【図３】
2012026397.tif 000009
【図４】
2012026397.tif 000010
【図５】
2012026397.tif 000011
【図６】
2012026397.tif 000012
【図７】
2012026397.tif 000013
【図８】
2012026397.tif 000014
【図９】
2012026397.tif 000015
【図１０】
2012026397.tif 000016
【図１１】
2012026397.tif 000017
【図１２】
2012026397.tif 000018
【図１３】
2012026397.tif 000019
【図１４】
2012026397.tif 000020
【図１５】
2012026397.tif 000021
【図１６】
2012026397.tif 000022
【図１７】
2012026397.tif 000023
【図１８】
2012026397.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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2012026397.tif 000032
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